JP5519140B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、隣り合うウェル間にて高耐圧を必要とする半導体装置及びその製造方法に関する。
近年、半導体装置の動作周波数が極めて高くなってきており、電源及びグランドに割り当てられる配線面積が増加する傾向にある。そのため、半導体装置を実際に使用する場面で、瞬間的な電圧サージが発生したり、定常的に高電圧を印加すると、半導体装置の内部回路が破壊に至り易くなる。そこで、このような電圧サージや高電圧による内部回路の破壊を回避するために、特許文献1では、P型シリコン基板上で所定幅の領域を挟んで2つ以上の隣り合うNウェル領域を有する半導体装置において、隣り合うNウェル領域に対してオフセット領域を介してPウェル領域を設けたものが開示されている(特許文献1参照;従来例1)。
また、近年、半導体装置の微細化に伴い、Nウェル間の間隔を同時に狭めることが要求されている。さらに、フラッシュ混載プロセス等においては、フラッシュメモリの書き込み、消去等の動作において、基幹プロセスよりも高電圧印加が要求される場合がほとんどである。そのため、Nウェル間のパンチスルーを基幹プロセス並みに維持することが、より困難になってきている。特許文献1に記載の半導体装置の構成では、NウェルとPウェルの間にオフセット領域が介在しているので、Nウェル間の間隔を狭めることは困難であり、Nウェル間のパンチスルーを抑制するのには限界がある。そこで、Nウェル間の間隔を狭めつつNウェル間のパンチスルーを抑制するために、特許文献2では、P型半導体基板101に2つのNウェル102、103及びその間に挟まれたPウェル104が挟まれ、2つのNウェル102、103及びPウェル104の下方にPウェル105またはP型エピタキシャル層を設けたものが開示されている(図7参照;従来例2)。
特開2002−289704号公報 特開2004−235475号公報
しかしながら、下記に示す新たな課題のために、より微細化され、さらに高電圧が要求される半導体装置においては、Nウェル間を効果的に縮小することが困難であることが発明者らによって見出された。
図8を参照すると、本来ならば、Nウェル102、103、Pウェル104が形成される深さは、D1で示された位置となる。ところが、通常、Nウェル102、103上にはコンタクトプラグとの接続のためにN+拡散層107、108が形成されるところ、トレンチ分離絶縁膜106はSiOのアモルファスであり、N+拡散層107、108はシリコンの結晶であるので、N+拡散層107、108下においてはチャネリング(不純物が透過)し、Nウェル102、103がPウェル105を通り越して基板深くまで入り込んで、深入りNウェル109、110が形成されてしまう(従来例3)。そうすると、より微細化された半導体装置においては、Nウェル102、103間のパンチスルーは、Pウェル104直下の位置だけでなく、深入りNウェル109、110間の位置でも発生する可能性があり、これによりNウェル102、103間の耐圧不良が発生してしまうおそれがある。また、このような現象は、高電圧使用時に顕著になる可能性がある。
本発明の主な課題は、Nウェル間の分離耐圧を向上させ、Nウェル間の基準を縮小することが可能な半導体装置及びその製造方法を提供することである。
本発明の第1の視点においては、半導体装置において、第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板の表層にて所定間隔をおいて配されるとともに、第1導電型の逆導電型の第2導電型の2つの第1ウェルと、前記半導体基板の表層にて2つの前記第1ウェルの間に配されるとともに、前記半導体基板よりも不純物濃度が高い第1導電型の第2ウェルと、前記半導体基板中であって少なくとも前記第2ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも下方の領域に不純物濃度のピーク位置が配されるとともに、前記半導体基板よりも不純物濃度が高く、かつ、前記第2ウェルよりも不純物濃度が低い第1導電型の第3ウェルと、前記半導体基板中であって少なくとも前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも下方の領域に不純物濃度のピーク位置が配されるとともに、前記半導体基板よりも不純物濃度が高く、かつ、前記第2ウェルよりも不純物濃度が低い第1導電型の第4ウェルと、を備え、前記第1ウェル上に配されるとともに、前記第1ウェルよりも不純物濃度が高い第2導電型の拡散層を備えることを特徴とする。
本発明の第2の視点においては、半導体装置の製造方法において、第1導電型の半導体基板全面にイオン注入を行うことで第1導電型の第4ウェルを形成する工程と、前記半導体基板全面にイオン注入を行うことで前記第4ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い位置に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の第3ウェルを形成する工程と、前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い前記半導体基板の表層部の所定領域に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の第2ウェルを形成する工程と、前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い前記半導体基板の表層部の前記第2ウェルの両隣に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の逆導電型の第2導電型の第1ウェルを形成する工程と、前記第1ウェル上に、前記第1ウェルの不純物濃度よりも高い第2導電型の拡散層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の第3の視点においては、半導体装置の製造方法において、第1導電型の半導体基板表面に所定領域に開口部を有するマスク材を形成する工程と、前記マスク材をマスクとして前記半導体基板にイオン注入を行うことで第1導電型の第4ウェルを形成する工程と、前記マスク材をマスクとして前記半導体基板にイオン注入を行うことで前記第4ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い位置に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の第3ウェルを形成する工程と、前記マスク材をマスクとして前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い前記半導体基板の表層部に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の第2ウェルを形成する工程と、前記マスク材を除去した後、前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い前記半導体基板の表層部の前記第2ウェルの両隣に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の逆導電型の第2導電型の第1ウェルを形成する工程と、前記第1ウェル上に、前記第1ウェルの不純物濃度よりも高い第2導電型の拡散層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、微細化された半導体装置においても、第1ウェル間の分離耐圧が向上する。これにより、第1ウェル間の間隔を効果的に縮めることが可能となる。また、より高電圧化された回路においても、その分離耐圧特性、基準を維持することが可能となる。さらに、深い位置に追加イオン注入するだけなので、追加注入前後での副作用(ウェル抵抗、接合容量等の変動)も最小限に抑えることが可能である。
本発明の実施形態に係る半導体装置では、第1導電型の半導体基板(図1の1)と、前記半導体基板(図1の1)の表層にて所定間隔をおいて配されるとともに、第1導電型の逆導電型の第2導電型の2つの第1ウェル(図1の2、3)と、前記半導体基板(図1の1)の表層にて2つの前記第1ウェル(図1の2、3)の間に配されるとともに、前記半導体基板(図1の1)よりも不純物濃度が高い第1導電型の第2ウェル(図1の4)と、前記半導体基板(図1の1)中であって少なくとも前記第2ウェル(図1の4)の不純物濃度のピーク位置よりも下方の領域に不純物濃度のピーク位置が配されるとともに、前記半導体基板(図1の1)よりも不純物濃度が高く、かつ、前記第2ウェル(図1の4)よりも不純物濃度が低い第1導電型の第3ウェル(図1の5)と、前記半導体基板(図1の1)中であって少なくとも前記第3ウェル(図1の5)の不純物濃度のピーク位置よりも下方の領域に不純物濃度のピーク位置が配されるとともに、前記半導体基板(図1の1)よりも不純物濃度が高く、かつ、前記第2ウェル(図1の4)よりも不純物濃度が低い第1導電型の第4ウェル(図1の11)と、を備え、前記第1ウェル(図1の2、3)上に配されるとともに、前記第1ウェル(図1の2、3)よりも不純物濃度が高い第2導電型の拡散層(図1の7、8)を備える
本発明の実施例1に係る半導体装置について図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。図2は、本発明の実施例1に係る半導体装置の図1のX−X´間の断面における深さのボロン濃度分布を示したグラフである。図3は、本発明の実施例1に係る半導体装置の図1のY−Y´間の断面における深さのリン濃度分布及びボロン濃度分布を示したグラフである。図4は、本発明の実施例1に係る半導体装置におけるNウェルの一方に電圧を印加したときのポテンシャル分布を示した模式図である。図5は、比較例(従来例3;図8参照)に係る半導体装置におけるNウェルの一方に電圧を印加したときのポテンシャル分布を示した模式図である。なお、実施例1では、半導体基板にP型半導体基板1を選択し、P型半導体基板1に2つのNウェル2、3を設け、その間にPウェル4を形成する構成に関して説明する。また、2つのNウェル2、3のうち、高い電圧が印加されるNウェル(例えば、Nウェル3)から主としてP型半導体基板1の内部で延びる空乏層について議論するため、P型半導体基板1の表面近傍及びそれよりも上の構造については図示を省略する。
図1を参照すると、実施例1に係る半導体装置では、入出力保護部、フラッシュメモリ、その周辺回路等の高電圧印加が必要な箇所において、P型半導体基板1上に2つのNウェル2、3が設けられ、その間に挟まれるようにPウェル4が設けられている。2つのNウェル2、3及びPウェル4の下方全面(基板の全領域でも可)にはPウェル5が設けられ、Pウェル5の下方全面(基板の全領域でも可)にはPウェル11が設けられている。Nウェル2とPウェル4の間、及び、Nウェル3とPウェル4の間には、それぞれトレンチ分離絶縁膜6が設けられており、Nウェル2、3のPウェル4側の反対側でNウェル2、3と隣接する素子(図示せず)との間にも、それぞれトレンチ分離絶縁膜6が設けられている。Nウェル2、3上には、コンタクトプラグ(図示せず)との接続のためのN+拡散層7、8が設けられている。Nウェル2、3の下には、N+拡散層7、8の形成に伴うチャネリングにより基板深くまで入り込んだ深入りNウェル9、10を有する。
P型半導体基板1は、シリコン全般にP型不純物(例えば、ボロン)を含んだ半導体基板である。
Nウェル2、3は、P型半導体基板1にN型不純物(例えば、砒素やリン)が注入された不純物領域である。
Pウェル4は、P型半導体基板1に、P型半導体基板1の不純物濃度よりも高い濃度のP型不純物(例えば、ボロン)が注入された不純物領域である。Pウェル4の不純物濃度のピーク位置(図2の矢印A)は、Nウェル2、3の不純物濃度のピーク位置(図3の矢印A´)とほぼ同等である。
Pウェル5は、P型半導体基板1の内部に、P型半導体基板1の不純物濃度よりも高く、Pウェル4の不純物濃度よりも低い濃度のP型不純物(例えば、ボロン)が注入された不純物領域である。Pウェル5の不純物濃度のピーク位置(矢印B)は、Pウェル4の不純物濃度のピーク位置(矢印A)よりも0.3〜0.8μm程度深い位置に設定される(図2参照)。Pウェル5は、ボロンのイオン注入エネルギー300〜500keVの範囲でドーズ量1×1011〜5×1012cm−2とすることで形成することができる。なお、ドーズ量は、Nウェル2、3間の間隔に応じて設定され、Nウェル2、3間の間隔が狭くなるにつれて多く設定する。
トレンチ分離絶縁膜6は、溝(トレンチ)に例えばSiOのアモルファスが埋め込まれた絶縁膜である。
N+拡散層7、8は、Nウェル2、3の不純物濃度よりも高い濃度のN型不純物(例えば、リン)が注入された不純物領域である。
深入りNウェル9、10は、Nウェル2、3の不純物濃度よりも低い濃度のP型不純物(例えば、ボロン)が拡散した不純物領域である。
Pウェル11は、P型半導体基板1の内部に、P型半導体基板1の不純物濃度よりも高く、Pウェル5の不純物濃度と同程度か低い濃度のP型不純物(例えば、ボロン)が注入された不純物領域である。Pウェル11の不純物濃度のピーク位置(矢印C)は、Pウェル5の不純物濃度のピーク位置(矢印B)よりも、0.3μm〜0.9μm程度深い位置に設定される(図2参照)。Pウェル11は、ボロンのイオン注入エネルギー600〜900keVの範囲でドーズ量1×1011〜5×1012cm−2とすることで形成することができる。Pウェル11に係るイオン注入エネルギーは、Pウェル5に係るイオン注入エネルギーよりも高く設定される。なお、ドーズ量は、Nウェル2、3間の間隔に応じて設定され、Nウェル2、3間の間隔が狭くなるにつれて多く設定する。
上記構成において、P型半導体基板1、Nウェル2及びPウェル4を接地し、Nウェル3に7Vの電圧を印加すると、ポテンシャル分布は図4のグラフのようになる。なお、Pウェル11に係るイオン注入エネルギーは700keV、Pウェル11に係るドーズ量は5×1011cm−2であり、Pウェル5に係るイオン注入エネルギーは400keV、Pウェル5に係るドーズ量は5×1011cm−2である。図5は、図8(従来例3)の断面構造のポテンシャル分布である。なお、Pウェル105に係るイオン注入エネルギーは400keV、Pウェル105に係るドーズ量は5×1011cm−2である。図4と図5を比較すると、図4(実施例1)のポテンシャル分布は一定の深さに収まるが、図5(比較例)のポテンシャル分布では下方及び横方向に延びていることがわかる。これにより、図4(実施例1)の構造では、Nウェル3からの空乏層が一定の深さに収められ、パンチスルーを防止していることがわかる。
次に、本発明の実施例1に係る半導体装置の製造方法について説明する。
まず、P型半導体基板1上にSiO膜を形成し、その上にSi膜を形成し、当該SiO膜及び当該Si膜についてトレンチ分離絶縁膜6を形成する領域に開口部を形成する。
次に、開口部を有するSiO膜及びSi膜をマスクとして、当該開口部から露出するP型半導体基板1をエッチング除去して、所定深さのトレンチを形成する。
次に、基板全面にCVDによるSiO膜(トレンチ分離絶縁膜6となるSiO膜)を堆積し、その後、Si膜をストッパとしてCMP(Chemical Mechanical Polishing;化学機械研磨)によりCVDによるSiO膜を平坦化する。
次に、マスクとしたSiO膜及びSi膜を除去する。
次に、基板全面(ウェハ全面)にイオン注入を行うことでPウェル11を形成する。
次に、基板全面(ウェハ全面)にイオン注入を行うことでPウェル5を形成する。なお、Pウェル5の形成では、Pウェル11の形成の際のイオン注入エネルギーよりも小さいイオン注入エネルギーとする。
次に、基板表面にレジスト等のマスク材を形成してイオン注入を行うことでPウェル4を形成し、その後、当該マスク材を除去する。
次に、基板表面にレジスト等のマスク材を形成してイオン注入を行うことでNウェル2、3を形成した後、当該マスク材を除去する。
その後、基板表面にレジスト等のマスク材を形成してイオン注入を行うことでNウェル2、3上にN+拡散層7、8を形成した後、当該マスク材を除去する。これにより、図1と同様な半導体装置ができる。
実施例1によれば、微細化された半導体装置においても、Nウェル2、3間だけでなく深入りNウェル9、10間の分離耐圧が向上する。これにより、Nウェル2、3間の間隔を効果的に縮めることが可能となる。また、より高電圧化された回路においても、その分離耐圧特性、基準を維持することが可能となる。さらに、深い位置に追加イオン注入するだけなので、追加注入前後での副作用(ウェル抵抗、接合容量等の変動)も最小限に抑えることが可能である。なお、従来例3(図8参照)の構造についてPウェル104、105における不純物注入量を増加(高エネルギー化、高ドーズ化)させることにより分離耐圧はある程度向上するが、本発明ほどの効果はなく、ウェル抵抗、接合容量等の値が増加するという副作用がある。
本発明の実施例2に係る半導体装置について図面を用いて説明する。図6は、本発明の実施例2に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。
実施例2に係る半導体装置では、Pウェル4の下方の領域にのみPウェル5及びPウェル11が設けられており、Nウェル2、3や素子の下方の領域にはPウェル5及びPウェル11が設けられていない構成となっている点で、実施例1(図1参照)に係る半導体装置と異なる。その他の構成は、実施例1と同様である。
図6を参照すると、実施例2に係る半導体装置では、P型半導体基板1上に2つのNウェル2、3が設けられ、その間に挟まれるようにPウェル4が設けられている。Pウェル4の下方にはPウェル5が設けられ、Pウェル5の下方にはPウェル11が設けられている。Nウェル2とPウェル4の間、及び、Nウェル3とPウェル4の間には、それぞれトレンチ分離絶縁膜6が設けられており、Nウェル2、3のPウェル4側の反対側でNウェル2、3と隣接する素子(図示せず)との間にも、それぞれトレンチ分離絶縁膜6が設けられている。Nウェル2、3上には、コンタクトプラグ(図示せず)との接続のためのN+拡散層7、8が設けられている。Nウェル2、3の下には、N+拡散層7、8の形成に伴うチャネリングにより基板深くまで入り込んだ深入りNウェル9、10を有する。
次に、本発明の実施例2に係る半導体装置の製造方法について説明する。
まず、P型半導体基板1上にSiO膜を形成し、その上にSi膜を形成し、当該SiO膜及び当該Si膜についてトレンチ分離絶縁膜6を形成する領域に開口部を形成する。
次に、開口部を有するSiO膜及びSi膜をマスクとして、当該開口部から露出するP型半導体基板1をエッチング除去して、所定深さのトレンチを形成する。
次に、基板全面にCVDによるSiO膜(トレンチ分離絶縁膜6となるSiO膜)を堆積し、その後、Si膜をストッパとしてCMP(Chemical Mechanical Polishing;化学機械研磨)によりCVDによるSiO膜を平坦化する。
次に、マスクとしたSiO膜及びSi膜を除去する。
次に、基板表面にレジスト等のマスク材を形成してイオン注入を行うことでPウェル11を形成する。
次に、前工程のマスク材を除去せずにイオン注入を行うことでPウェル5を形成する。なお、Pウェル5の形成では、Pウェル11の形成の際のイオン注入エネルギーよりも小さいイオン注入エネルギーとする。
次に、前工程のマスク材を除去せずにイオン注入を行うことでPウェル4を形成し、その後、当該マスク材を除去する。
次に、基板表面にレジスト等のマスク材を形成してイオン注入を行うことでNウェル2、3を形成した後、当該マスク材を除去する。
その後、基板表面にレジスト等のマスク材を形成してイオン注入を行うことでNウェル2、3上にN+拡散層7、8を形成した後、当該マスク材を除去する。これにより、図6と同様な半導体装置ができる。
実施例2によれば、実施例1と同様に、Nウェル2、3間及び深入りNウェル9、10間の分離耐圧が向上し、Nウェル2、3間の間隔を縮小させることができ、高電圧化された回路においても、その分離耐圧特性、基準を維持することが可能となる。また、Nウェルの抵抗、接合容量等の値が変動する副作用が全くない。
本発明の実施例1に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。 本発明の実施例1に係る半導体装置の図1のX−X´間の断面における深さのボロン濃度分布を示したグラフである。 本発明の実施例1に係る半導体装置の図1のY−Y´間の断面における深さのリン濃度分布及びボロン濃度分布を示したグラフである。 本発明の実施例1に係る半導体装置におけるNウェルの一方に電圧を印加したときのポテンシャル分布を示した模式図である。 比較例(従来例3)に係る半導体装置におけるNウェルの一方に電圧を印加したときのポテンシャル分布を示した模式図である。 本発明の実施例2に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。 従来例2に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。 従来例3に係る半導体装置の構成を模式的に示した部分断面図である。
符号の説明
1、101 P型半導体基板(半導体基板)
2、102 Nウェル(第1ウェル)
3、103 Nウェル(第1ウェル)
4、104 Pウェル(第2ウェル)
5、105 Pウェル(第3ウェル)
6、106 トレンチ分離絶縁膜
7、8、107、108 N+拡散層(拡散層)
9、10、109、110 深入りNウェル
11 Pウェル(第4ウェル)

Claims (7)

  1. 第1導電型の半導体基板と、
    前記半導体基板の表層にて所定間隔をおいて配されるとともに、第1導電型の逆導電型の第2導電型の2つの第1ウェルと、
    前記半導体基板の表層にて2つの前記第1ウェルの間に配されるとともに、前記半導体基板よりも不純物濃度が高い第1導電型の第2ウェルと、
    前記半導体基板中であって少なくとも前記第2ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも下方の領域に不純物濃度のピーク位置が配されるとともに、前記半導体基板よりも不純物濃度が高く、かつ、前記第2ウェルよりも不純物濃度が低い第1導電型の第3ウェルと、
    前記半導体基板中であって少なくとも前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも下方の領域に不純物濃度のピーク位置が配されるとともに、前記半導体基板よりも不純物濃度が高く、かつ、前記第2ウェルよりも不純物濃度が低い第1導電型の第4ウェルと、
    を備え
    前記第1ウェル上に配されるとともに、前記第1ウェルよりも不純物濃度が高い第2導電型の拡散層を備えることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置は、前記半導体基板中であって少なくとも前記第2ウェル及び前記第1ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも下方の領域に配されることを特徴とする請求項記載の半導体装置。
  3. 前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置は、前記第2ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも0.3μm以上かつ0.8μm以下の範囲で深く、
    前記第4ウェルの不純物濃度のピーク位置は、前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも0.3μm以上かつ0.9μm以下の範囲で深いことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
  4. 前記第3ウェル及び前記第4ウェルの不純物濃度は、2つの前記第1ウェルの間の間隔が狭くなるに従い高く設定されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一に記載の半導体装置。
  5. 前記第3ウェル及び前記第4ウェルは、イオン注入により形成された領域であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一に記載の半導体装置。
  6. 第1導電型の半導体基板全面にイオン注入を行うことで第1導電型の第4ウェルを形成する工程と、
    前記半導体基板全面にイオン注入を行うことで前記第4ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い位置に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の第3ウェルを形成する工程と、
    前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い前記半導体基板の表層部の所定領域に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の第2ウェルを形成する工程と、
    前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い前記半導体基板の表層部の前記第2ウェルの両隣に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の逆導電型の第2導電型の第1ウェルを形成する工程と、
    前記第1ウェル上に、前記第1ウェルの不純物濃度よりも高い第2導電型の拡散層を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  7. 第1導電型の半導体基板表面に所定領域に開口部を有するマスク材を形成する工程と、
    前記マスク材をマスクとして前記半導体基板にイオン注入を行うことで第1導電型の第4ウェルを形成する工程と、
    前記マスク材をマスクとして前記半導体基板にイオン注入を行うことで前記第4ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い位置に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の第3ウェルを形成する工程と、
    前記マスク材をマスクとして前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い前記半導体基板の表層部に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の第2ウェルを形成する工程と、
    前記マスク材を除去した後、前記第3ウェルの不純物濃度のピーク位置よりも浅い前記半導体基板の表層部の前記第2ウェルの両隣に不純物濃度のピーク位置が配されるように第1導電型の逆導電型の第2導電型の第1ウェルを形成する工程と、
    前記第1ウェル上に、前記第1ウェルの不純物濃度よりも高い第2導電型の拡散層を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8273617B2 (en) 2009-09-30 2012-09-25 Suvolta, Inc. Electronic devices and systems, and methods for making and using the same
US8421162B2 (en) 2009-09-30 2013-04-16 Suvolta, Inc. Advanced transistors with punch through suppression
US8530286B2 (en) 2010-04-12 2013-09-10 Suvolta, Inc. Low power semiconductor transistor structure and method of fabrication thereof
US8569128B2 (en) 2010-06-21 2013-10-29 Suvolta, Inc. Semiconductor structure and method of fabrication thereof with mixed metal types
US8759872B2 (en) 2010-06-22 2014-06-24 Suvolta, Inc. Transistor with threshold voltage set notch and method of fabrication thereof
US8377783B2 (en) 2010-09-30 2013-02-19 Suvolta, Inc. Method for reducing punch-through in a transistor device
US8404551B2 (en) 2010-12-03 2013-03-26 Suvolta, Inc. Source/drain extension control for advanced transistors
US8461875B1 (en) 2011-02-18 2013-06-11 Suvolta, Inc. Digital circuits having improved transistors, and methods therefor
US8525271B2 (en) 2011-03-03 2013-09-03 Suvolta, Inc. Semiconductor structure with improved channel stack and method for fabrication thereof
US8400219B2 (en) 2011-03-24 2013-03-19 Suvolta, Inc. Analog circuits having improved transistors, and methods therefor
US8748270B1 (en) 2011-03-30 2014-06-10 Suvolta, Inc. Process for manufacturing an improved analog transistor
US8796048B1 (en) 2011-05-11 2014-08-05 Suvolta, Inc. Monitoring and measurement of thin film layers
US8999861B1 (en) 2011-05-11 2015-04-07 Suvolta, Inc. Semiconductor structure with substitutional boron and method for fabrication thereof
US8811068B1 (en) 2011-05-13 2014-08-19 Suvolta, Inc. Integrated circuit devices and methods
US8569156B1 (en) 2011-05-16 2013-10-29 Suvolta, Inc. Reducing or eliminating pre-amorphization in transistor manufacture
US8735987B1 (en) 2011-06-06 2014-05-27 Suvolta, Inc. CMOS gate stack structures and processes
US8995204B2 (en) 2011-06-23 2015-03-31 Suvolta, Inc. Circuit devices and methods having adjustable transistor body bias
US8629016B1 (en) 2011-07-26 2014-01-14 Suvolta, Inc. Multiple transistor types formed in a common epitaxial layer by differential out-diffusion from a doped underlayer
US8748986B1 (en) 2011-08-05 2014-06-10 Suvolta, Inc. Electronic device with controlled threshold voltage
KR101891373B1 (ko) 2011-08-05 2018-08-24 엠아이이 후지쯔 세미컨덕터 리미티드 핀 구조물을 갖는 반도체 디바이스 및 그 제조 방법
US8645878B1 (en) 2011-08-23 2014-02-04 Suvolta, Inc. Porting a circuit design from a first semiconductor process to a second semiconductor process
US8614128B1 (en) 2011-08-23 2013-12-24 Suvolta, Inc. CMOS structures and processes based on selective thinning
US8713511B1 (en) 2011-09-16 2014-04-29 Suvolta, Inc. Tools and methods for yield-aware semiconductor manufacturing process target generation
US9236466B1 (en) 2011-10-07 2016-01-12 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Analog circuits having improved insulated gate transistors, and methods therefor
US8895327B1 (en) 2011-12-09 2014-11-25 Suvolta, Inc. Tipless transistors, short-tip transistors, and methods and circuits therefor
US8819603B1 (en) 2011-12-15 2014-08-26 Suvolta, Inc. Memory circuits and methods of making and designing the same
US8883600B1 (en) 2011-12-22 2014-11-11 Suvolta, Inc. Transistor having reduced junction leakage and methods of forming thereof
US8599623B1 (en) 2011-12-23 2013-12-03 Suvolta, Inc. Circuits and methods for measuring circuit elements in an integrated circuit device
US8877619B1 (en) 2012-01-23 2014-11-04 Suvolta, Inc. Process for manufacture of integrated circuits with different channel doping transistor architectures and devices therefrom
US8970289B1 (en) 2012-01-23 2015-03-03 Suvolta, Inc. Circuits and devices for generating bi-directional body bias voltages, and methods therefor
US9093550B1 (en) 2012-01-31 2015-07-28 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Integrated circuits having a plurality of high-K metal gate FETs with various combinations of channel foundation structure and gate stack structure and methods of making same
US9406567B1 (en) 2012-02-28 2016-08-02 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Method for fabricating multiple transistor devices on a substrate with varying threshold voltages
US8863064B1 (en) 2012-03-23 2014-10-14 Suvolta, Inc. SRAM cell layout structure and devices therefrom
US9299698B2 (en) 2012-06-27 2016-03-29 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor structure with multiple transistors having various threshold voltages
US8637955B1 (en) 2012-08-31 2014-01-28 Suvolta, Inc. Semiconductor structure with reduced junction leakage and method of fabrication thereof
US9112057B1 (en) 2012-09-18 2015-08-18 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor devices with dopant migration suppression and method of fabrication thereof
US9041126B2 (en) 2012-09-21 2015-05-26 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Deeply depleted MOS transistors having a screening layer and methods thereof
CN104854698A (zh) 2012-10-31 2015-08-19 三重富士通半导体有限责任公司 具有低变化晶体管***电路的dram型器件以及相关方法
US8816754B1 (en) 2012-11-02 2014-08-26 Suvolta, Inc. Body bias circuits and methods
US9093997B1 (en) 2012-11-15 2015-07-28 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Slew based process and bias monitors and related methods
US9070477B1 (en) 2012-12-12 2015-06-30 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Bit interleaved low voltage static random access memory (SRAM) and related methods
US9112484B1 (en) 2012-12-20 2015-08-18 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Integrated circuit process and bias monitors and related methods
US9268885B1 (en) 2013-02-28 2016-02-23 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Integrated circuit device methods and models with predicted device metric variations
US8994415B1 (en) 2013-03-01 2015-03-31 Suvolta, Inc. Multiple VDD clock buffer
US8988153B1 (en) 2013-03-09 2015-03-24 Suvolta, Inc. Ring oscillator with NMOS or PMOS variation insensitivity
US9299801B1 (en) 2013-03-14 2016-03-29 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Method for fabricating a transistor device with a tuned dopant profile
US9449967B1 (en) 2013-03-15 2016-09-20 Fujitsu Semiconductor Limited Transistor array structure
US9112495B1 (en) 2013-03-15 2015-08-18 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Integrated circuit device body bias circuits and methods
US9478571B1 (en) 2013-05-24 2016-10-25 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Buried channel deeply depleted channel transistor
US8976575B1 (en) 2013-08-29 2015-03-10 Suvolta, Inc. SRAM performance monitor
US9710006B2 (en) 2014-07-25 2017-07-18 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Power up body bias circuits and methods
US9319013B2 (en) 2014-08-19 2016-04-19 Mie Fujitsu Semiconductor Limited Operational amplifier input offset correction with transistor threshold voltage adjustment
WO2018030008A1 (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 富士電機株式会社 半導体集積回路
US10020386B1 (en) * 2017-03-09 2018-07-10 Globalfoundries Inc. High-voltage and analog bipolar devices

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5034337A (en) * 1989-02-10 1991-07-23 Texas Instruments Incorporated Method of making an integrated circuit that combines multi-epitaxial power transistors with logic/analog devices
JPH0567753A (ja) * 1991-04-17 1993-03-19 Mitsubishi Electric Corp 二重構造ウエルを有する半導体装置およびその製造方法
JP2965783B2 (ja) * 1991-07-17 1999-10-18 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
US6225674B1 (en) * 1999-04-02 2001-05-01 Motorola, Inc. Semiconductor structure and method of manufacture
JP2002289704A (ja) 2001-03-23 2002-10-04 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2003060073A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
US20080197408A1 (en) * 2002-08-14 2008-08-21 Advanced Analogic Technologies, Inc. Isolated quasi-vertical DMOS transistor
JP2004235475A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Nec Electronics Corp 半導体装置
US8030731B2 (en) * 2007-03-28 2011-10-04 Advanced Analogic Technologies, Inc. Isolated rectifier diode

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